R13 Bestrijding van corrosie : oppervlaktebehandeling

Op basis van onze kennis over metaalaantasting kunnen we een aantal behandelingen bedenken waarmee we een meer gelijke strijd met de corrosie kunnen aanbinden. We kunnen veranderingen aanbrengen aan :

1. het anode-oppervlak of aan de anodische halfreactie
2. het kathode-oppervlak
3. de elektrolyt
4. de aard van de oxidator
5. de geleiding van de elektronen

Tot de eerste categorie van bestrijdende maatregelen behoort de afscherming van het metaal door een dunne laag verf (verlakken), zink (galvaniseren) en tin (vertinnen).
Om de schema's op illustratie R13 goed te kunnen volgen, is het van groot belang rekening te houden met de volgorde van de normreductiepotentialen voor de betrokken halfreacties :

Normreductiepotentialen voor enkele halfreacties besproken bij de illustraties R13 en R14

In het geval van de galvanisering van ijzer speelt zink, dat behoort tot een halfreactie met een groter reducerend vermogen (zie hierboven) dan het redoxkoppel Fe²⁺/Fe, een dubbele rol.
Wanneer de voorwaarden voor atmosferische corrosie vervuld zijn, zal het flinterdunne (0,1 tot 0,5 mm) zinklaagje eerder aangetast worden dan ijzer, tenzij er zich kinetische complicaties voordoen. Het aantastingsmechanisme voor zink is overigens analoog aan dat voor ijzer.
Het grote voordeel van deze behandeling met zink komt echter vooral tot uiting wanneer door microscopisch kleine aantastingen van de zinklaag ijzer aan het oppervlak verschijnt. Fe²⁺-ionen, eventueel in geringe mate aanwezig, behoren tot een halfreactie met een geringer reducerend vermogen dan Zn. Bij deze Fe²⁺- ionen en Fe bevindt zich dan ook het kathode-oppervlak met zeer geringe oppervlakte. Vergelijk met de situatie van het Cu-Fe-contact dat bij illustratie R12 besproken wordt.

De zinklaag fungeert als anode en zal, gezien haar zeer groot oppervlak, homogeen aangetast worden over een grote zone. Het ijzer onder de zinklaag wordt ongemoeid gelaten en i.p.v. lokale, diepe aantasting van ijzer zelf treedt een verspreide gelijkmatige aantasting van zink op. Ondanks de zeer geringe dikte van de laag is zink zo in staat om gedurende een zeer lange tijd bescherming te bieden aan het ijzer of het staal.

In de voedingsindustrie wordt veelal gebruik gemaakt van 'blikjes' ('tins') die bestaan uit vertinde dunne ijzerplaatjes. Hierbij wordt een zeer dun laagje Sn aangebracht. Sn, dat een heel wat geringer reducerend vermogen heeft dan Fe (zie hierboven), is dan ook corrosiebestendiger dan ijzer. Het nut van de tinbehandeling is dus evident : zie illustratie R13, rechterdeel.

Toch is het gebruik van tin als anticorrosiemiddel niet zonder gevaar. Indien een tinlaagje doorbroken wordt (door krassen of door lokale corrosie) , kan het onderliggende Fe wel door O₂ (in water opgelost) geoxideerd worden. Aangezien het oppervlak van de Fe-anode meestal veel kleiner is dan het kathodisch oppervlak, kan op het blootgestelde ijzer sterk lokale aantasting optreden.
Een tinlaagje biedt dus een prima bescherming zolang het niet beschadigd wordt. Zodra ijzer dan wel voor atmosferische corrosie beschikbaar is, zal deze veel sneller verlopen.
Het uitgebreide gebruik van vertinning in de voedingsnijverheid is te danken aan het feit dat de binnenkant van bijvoorbeeld conservenblikjes zelden gekrast of beschadigd wordt. Onaangetaste tinlaagjes bieden een degelijke bescherming tegen corrosie. Bovendien zijn Sn²⁺-ionen die eventueel in geringe mate tevoorschijn komen bij beschadigde blikjes, gelukkig niet zo toxisch.